CN113436731A - 基于多个肝静脉波形图的肝脏血液动力检测方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及信息安全技术领域，具体涉及一种基于多个肝静脉波形图的肝脏血液动力检测方法及系统，包括图像采集单元、波形确定单元和信号处理单元，所述信号处理单元包括信号处理电路和数据采集卡，所述信号处理电路接收肝脏检测设备上传的病人资料并传输到所述数据采集卡；所述图像采集单元获取所述肝脏检测设备上传的多个肝静脉检测图片并发送至所述波形确定单元确定肝静脉波形图的波形分界线；波形识别单元判定标准确定所述肝静脉波形图的波形并通过频移计算单元通过所述波形基于预设的各肝静脉的比重，计算频移校准值，本发明解决了现有的肝脏检测设备不完善，容易延误肝脏损伤的检测和治疗的问题。
Description
技术领域
本发明涉及医学技术领域，具体涉及一种基于多个肝静脉波形图的肝脏血液动力检测方法及系统。
背景技术
人肝脏血液动力是许多肝脏疾病尤其是慢性肝病的一个共同病理基础 ，如任其发展最终很可能导致肝硬化甚至肝癌，早期诊断以及量化肝纤维化发展程度对于及时干预和逆转其发展具有重要的意义。传统的影像学方法难以发现肝纤维化尤其是早期肝纤维化的迹象，而超声弹性成像技术通过发射低频振动剪切波到体内同时用超声检测剪切波在肝脏组织的传播速度，可以实时推测出肝脏的弹性模量。以此作为肝纤维化和肝硬化程度的量化依据。目前的肝脏弹性成像技术只能做-维检测，不能检测出肝脏各方位的弹性分布情况，而二维甚至三维的弹性分布图像可以更直观地显示出肝组织各部分的硬度，对于病变的发现和诊断具有重要的意义，但目前的一维检测对肝纤维化评价的全面性和有效性欠佳。
此前研究人员揭示了如何利用这种纳米颗粒来进行癌症药物的靶向运输并更好地理解肾脏疾病的发病机制；研究者Zheng说道，我们的目标是让家庭医生能够更容易尽可能早地发现患者的肝脏损伤，如果能较早地发现并治疗这种损伤的话，患者就有更好的机会得到治疗并恢复。监测和诊断肝脏疾病的金标准就是进行肝脏活检，其是一种侵入性的手段，或会给患者带来疼痛并引起并发症等。在临床环境中，医生们还能通过记录患者血液中特定酶类和蛋白质的水平的测试手段来进行非侵入性的肝脏功能监测，比如当器官受损时，肝脏细胞就会释放出谷丙转氨酶和谷草转氨酶。
诸如谷丙转氨酶和谷草转氨酶等常规的血液生物标志物会在肝脏细胞死亡时被释放出来，这时候肝细胞的损伤已经完成了；这种检测手段的另一个缺点就是，诸如炎症等其它因素会导致这些生物标志物的水平异常高。正因为如此，在很多情况下，临床医生可能并不会立即进行干预，这就造成了一个问题，因为其可能会延误肝脏损伤的检测和治疗。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明公开了一种基于多个肝静脉波形图的肝脏血液动力检测方法及系统，用于解决现有的肝脏检测设备不完善，容易延误肝脏损伤的检测和治疗的问题；
本发明通过以下技术方案予以实现：
第一方面，本发明公开了基于多个肝静脉波形图的肝脏血液动力检测系统，包括图像采集单元、波形确定单元和信号处理单元，所述信号处理单元包括信号处理电路和数据采集卡，所述信号处理电路接收肝脏检测设备上传的探头检测信息并传输到所述数据采集卡；所述图像采集单元获取所述肝脏检测设备上传的多个肝静脉检测图片并发送至所述波形确定单元确定肝静脉波形图的波形分界线；波形识别单元判定标准确定所述肝静脉波形图的波形并通过频移计算单元通过所述波形基于预设的各肝静脉的比重，计算频移校准值；肝脏分析单元根据所述频移校准值及预设的肝脏指标对照表确定肝脏血液动力值。
优选的，所述信号处理单元将所述探头检测信息所接收的回波电信号进行模拟的衰减、滤波和放大处理，然后经过所述数据采集卡采样后传输给所述图像采集单元进行分析。
优选的，所述探头为超声探头，所述超声探头放置于病人肝脏部位的体表并测量肝脏组织的弹性模量产生回波信号，将所述回波电信号发送给所述信号处理单元。
优选的，所述肝脏检测设备将所述信号处理单元接收的回波电信号进行处理后形成多个肝静脉检测图片，传输给所述图像采集单元，所述波形确定单元将所述肝静脉检测图片及门静脉检测图片转换为二值图像，并基于霍夫直线检测将各图片中最长的直线作为波形分界线。
优选的，所述波形分为上波形和下波形，所述上波形和所述下波形以各直线的像素点灰度平均值低于阈值作为判定标准确定。
第二方面，本发明公开了基于多个肝静脉波形图的肝脏血液动力检测方法，所述方法用于实现第一方面所述的基于多个肝静脉波形图的肝脏血液动力检测系统，其用于通过肝脏检测设备对肝脏血液动力进行检测；所述肝脏检测设备获取所述超声探头放置于病人肝脏部位的体表并测量肝脏组织的弹性模量产生回波信号；所述回波信号产生多个肝静脉检测图片；所述肝静脉检测图片发送至所述波形确定单元确定肝静脉波形图的波形分界线；通过所述波形分界线判定所述肝静脉波形图的标准；基于预设的各肝静脉的比重，计算波形的频移校准值；根据所述频移校准值及预设的肝脏指标对照表确定肝脏血液动力值。
优选的，其中所述波形分界线是由所述肝静脉检测图片及门静脉检测图片转换为二值图像，并基于霍夫直线检测将各图片中最长的直线作为所述波形分界线。
优选的，所述超声探头快速发射超声波和接收回波，所述超声探头发射的超快超声波追踪剪切波在肝脏组织目标范围内的传播。
优选的，所述信号处理单元滤除不必要的杂波并对肝脏组织的超声回波信号进行修正，用以确定所述图像采集单元采集到的所述多个肝静脉检测图片。
优选的，所述多个肝静脉检测图片与心电心音采集单元采集的心电图、心音图同步记录，判定肝脏血液动力的发生与心房收缩是否有关，并反映肝静脉的血循环状态。
本发明的有益效果为：
1、本发明通过多个肝静脉波形图进行早期诊断以及量化肝脏血液动力发展程度，对于及时干预和逆转其发展具有重要的意义。 解决了传统的影像学方法难以发现肝纤维化尤其是早期肝脏病变的的迹象，本发明通过超声探头发射低频振动剪切波到体内同时用超声检测剪切波在肝脏组织的传播速度，可以实时推测出肝脏的弹性模量，以此作为通过多个肝静脉波形图进行肝脏血液动力检测的量化依据。目前的肝脏弹性成像技术只能做一维检测，不能检测出肝脏各方位的弹性分布情况，而本发明可以通过二维甚至三维的弹性分布图像可以更直观地显示出肝组织各部分的硬度，对于病变的发现和诊断具有重要的意义。
2、本发明结合心电图和心音图同时对肝脏的频移校准值进行标准判定，可以更好的查验病患的肝脏问题，由于心室收缩血液流入肝动脉使肝脏充血，收缩波波幅大小反映了肝动脉血流量及压力的强弱。通过本发明确定波形发生除与肝动脉血循环状态有关外，主要与门静脉充盈及搏动有关，在肝病防治中经常要了解肝脏质地的变化，这对临床诊断和了解疾病的演变都有重要意义。本发明可反映肝脏状况，并同时反映出肝脏质地的病理改变，尤其对肝硬变及/或伴有门脉高压症以及肝癌等的诊断，均具有较高的阳性率，为临床诊断提出了重要的参考指标。肝静脉波形图检查对受检者无损害，无痛苦，操作简便，可多次检查动态观察肝脏循环状态。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的系统结构示意图；
图2是本发明的流程示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例公开了基于多个肝静脉波形图的肝脏血液动力检测系统，请参阅图1，包括图像采集单元3、波形确定单元4和信号处理单元1，所述信号处理单元1包括信号处理电路和数据采集卡，所述信号处理电路接收肝脏检测设备2上传的探头检测信息并传输到所述数据采集卡；所述图像采集单元3获取所述肝脏检测设备2上传的多个肝静脉检测图片并发送至所述波形确定单元4确定肝静脉波形图的波形分界线；波形识别单元5判定标准确定所述肝静脉波形图的波形并通过频移计算单元6通过所述波形基于预设的各肝静脉的比重，计算频移校准值；肝脏分析单元8根据所述频移校准值及预设的肝脏指标对照表确定肝脏血液动力值。
所述信号处理单元1将所述探头检测信息所接收的回波电信号进行模拟的衰减、滤波和放大处理，然后经过所述数据采集卡采样后传输给所述图像采集单元3进行分析。
所述探头为超声探头9，所述超声探头9放置于病人肝脏部位的体表并测量肝脏组织的弹性模量产生回波信号，将所述回波电信号发送给所述信号处理单元1。
本发明通过多个肝静脉波形图进行早期诊断以及量化肝脏血液动力发展程度，对于及时干预和逆转其发展具有重要的意义。 解决了传统的影像学方法难以发现肝纤维化尤其是早期肝脏病变的的迹象，本发明通过超声探头发射低频振动剪切波到体内同时用超声检测剪切波在肝脏组织的传播速度，可以实时推测出肝脏的弹性模量，以此作为通过多个肝静脉波形图进行肝脏血液动力检测的量化依据。目前的肝脏弹性成像技术只能做一维检测，不能检测出肝脏各方位的弹性分布情况，而本发明可以通过二维甚至三维的弹性分布图像可以更直观地显示出肝组织各部分的硬度，对于病变的发现和诊断具有重要的意义。
所述肝脏检测设备2将所述信号处理单元1接收的回波电信号进行处理后形成多个肝静脉检测图片，传输给所述图像采集单元3，所述波形确定单元4将所述肝静脉检测图片及门静脉检测图片转换为二值图像，并基于霍夫直线检测将各图片中最长的直线作为波形分界线。
所述波形分为上波形和下波形，所述上波形和所述下波形以各直线的像素点灰度平均值低于阈值作为判定标准确定。
所述波形判定如下所述：
（一）低平波：表明肝血流循环量减少，在慢性持续性肝炎及活动性肝炎时，均可有肝细胞弥慢性肿胀、变性、气球样变、坏死及部分纤维组织形成，这些病理变化会造成肝血流量减少，在肝血流图上表现为收缩波与舒张波波幅同时减低的低平波。
（二）锯齿状波：多见于肝癌及肝炎后肝硬化， 此皆因肝小叶结构破坏，纤维结缔组织形成，影响肝组织供血。锯齿波也是一种与心动周期间有节律性变化的波型。它低于正常波幅的1/2或1/3，还有将其分为高、中、低三类型。据动物实验：当肝动脉和门静脉同时夹闭数秒钟后，出现不规则的锯齿波型，平均肝脏供血量明显降低，故锯齿波反映了探查部位的肝组织因病灶压迫供血量明显减低。
（三）高舒张波：反映门脉高压。高舒张波的产生虽与肝动脉血流状态有关，更主要取决于门脉高压，这是因为肝硬变时，肝细胞坏死，纤维化增生，肝小叶结构破坏，使门脉回流障碍。心源性肝硬变伴门脉高压或三尖瓣闭锁不全时也出现高舒张波。
（四）高收缩前波：表明肝内阻力增加，这是由于肝内纤维化造成肝内阻力增高之故。巨大的收缩前波，尚可见于右房室静脉口明显狭窄及严重心衰的病人。
（五）低平波同时并见相对的高舒张波，提示门脉高压伴有肝实质受损。降中峡指数增高均与高舒张波并见。反映了血管外周阻力增高，与血管周围纤维化有关。
本发明结合心电图和心音图同时对肝脏的频移校准值进行标准判定，可以更好的查验病患的肝脏问题，由于心室收缩血液流入肝动脉使肝脏充血，收缩波波幅大小反映了肝动脉血流量及压力的强弱。通过本发明确定波形发生除与肝动脉血循环状态有关外，主要与门静脉充盈及搏动有关，在肝病防治中经常要了解肝脏质地的变化，这对临床诊断和了解疾病的演变都有重要意义。本发明可反映肝脏状况，并同时反映出肝脏质地的病理改变，尤其对肝硬变及/或伴有门脉高压症以及肝癌等的诊断，均具有较高的阳性率，为临床诊断提出了重要的参考指标。肝静脉波形图检查对受检者无损害，无痛苦，操作简便，可多次检查动态观察肝脏循环状态。
实施例2
本实施例公开了基于多个肝静脉波形图的肝脏血液动力检测方法，所述方法用于实现实施例1的所述的基于多个肝静脉波形图的肝脏血液动力检测系统。其用于通过肝脏检测设备2对肝脏血液动力进行检测，请参阅图2，其检测方法的步骤如下：
S1、所述肝脏检测设备2获取所述超声探头9放置于病人肝脏部位的体表并测量肝脏组织的弹性模量产生回波信号；
S2、所述回波信号产生多个肝静脉检测图片；
S3、所述肝静脉检测图片发送至所述波形确定单元4确定肝静脉波形图的波形分界线；
S4、通过所述波形分界线判定所述肝静脉波形图的标准；
S5、基于预设的各肝静脉的比重，计算波形的频移校准值；
S6、根据所述频移校准值及预设的肝脏指标对照表确定肝脏血液动力值。
其中所述波形分界线是由所述肝静脉检测图片及门静脉检测图片转换为二值图像，并基于霍夫直线检测将各图片中最长的直线作为所述波形分界线。
所述超声探头9快速发射超声波和接收回波，所述超声探头9发射的超快超声波追踪剪切波在肝脏组织目标范围内的传播。
所述信号处理单元1滤除不必要的杂波并对肝脏组织的超声回波信号进行修正，用以确定所述图像采集单元3采集到的所述多个肝静脉检测图片。
所述多个肝静脉检测图片与心电心音采集单元7采集的心电图、心音图同步记录，判定肝脏血液动力的发生与心房收缩是否有关，并反映肝静脉的血循环状态。
本发明通过多个肝静脉波形图进行早期诊断以及量化肝脏血液动力发展程度，对于及时干预和逆转其发展具有重要的意义。 解决了传统的影像学方法难以发现肝纤维化尤其是早期肝脏病变的的迹象，本发明通过超声探头发射低频振动剪切波到体内同时用超声检测剪切波在肝脏组织的传播速度，可以实时推测出肝脏的弹性模量，以此作为通过多个肝静脉波形图进行肝脏血液动力检测的量化依据。目前的肝脏弹性成像技术只能做一维检测，不能检测出肝脏各方位的弹性分布情况，而本发明可以通过二维甚至三维的弹性分布图像可以更直观地显示出肝组织各部分的硬度，对于病变的发现和诊断具有重要的意义。
本发明结合心电图和心音图同时对肝脏的频移校准值进行标准判定，可以更好的查验病患的肝脏问题，由于心室收缩血液流入肝动脉使肝脏充血，收缩波波幅大小反映了肝动脉血流量及压力的强弱。通过本发明确定波形发生除与肝动脉血循环状态有关外，主要与门静脉充盈及搏动有关，在肝病防治中经常要了解肝脏质地的变化，这对临床诊断和了解疾病的演变都有重要意义。本发明可反映肝脏状况，并同时反映出肝脏质地的病理改变，尤其对肝硬变及/或伴有门脉高压症以及肝癌等的诊断，均具有较高的阳性率，为临床诊断提出了重要的参考指标。肝静脉波形图检查对受检者无损害，无痛苦，操作简便，可多次检查动态观察肝脏循环状态。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.基于多个肝静脉波形图的肝脏血液动力检测系统，其特征在于：包括图像采集单元（3）、波形确定单元（4）和信号处理单元（1），所述信号处理单元（1）包括信号处理电路和数据采集卡，所述信号处理电路接收肝脏检测设备（2）上传的探头检测信息并传输到所述数据采集卡；所述图像采集单元（3）获取所述肝脏检测设备（2）上传的多个肝静脉检测图片并发送至所述波形确定单元（4）确定肝静脉波形图的波形分界线；波形识别单元（5）判定标准确定所述肝静脉波形图的波形并通过频移计算单元（6）通过所述波形基于预设的各肝静脉的比重，计算频移校准值；肝脏分析单元（8）根据所述频移校准值及预设的肝脏指标对照表确定肝脏血液动力值。
2.根据权利要求1所述的基于多个肝静脉波形图的肝脏血液动力检测系统，其特征在于：所述信号处理单元（1）将所述探头检测信息所接收的回波电信号进行模拟的衰减、滤波和放大处理，然后经过所述数据采集卡采样后传输给所述图像采集单元（3）进行分析。
3.根据权利要求1所述的基于多个肝静脉波形图的肝脏血液动力检测系统，其特征在于：所述探头为超声探头（9），所述超声探头（9）放置于病人肝脏部位的体表并测量肝脏组织的弹性模量产生回波信号，将所述回波电信号发送给所述信号处理单元（1）。
4.根据权利要求3所述的基于多个肝静脉波形图的肝脏血液动力检测系统，其特征在于：所述肝脏检测设备（2）将所述信号处理单元（1）接收的回波电信号进行处理后形成多个肝静脉检测图片，传输给所述图像采集单元（3），所述波形确定单元（4）将所述肝静脉检测图片及门静脉检测图片转换为二值图像，并基于霍夫直线检测将各图片中最长的直线作为波形分界线。
5.根据权利要求4所述的基于多个肝静脉波形图的肝脏血液动力检测系统，其特征在于：所述波形分为上波形和下波形，所述上波形和所述下波形以各直线的像素点灰度平均值低于阈值作为判定标准确定。
6.基于多个肝静脉波形图的肝脏血液动力检测方法，所述方法用于实现如权利要求1-5任一项所述的基于多个肝静脉波形图的肝脏血液动力检测系统，其特征在于：其用于通过肝脏检测设备（2）对肝脏血液动力进行检测；所述肝脏检测设备（2）获取所述超声探头（9）放置于病人肝脏部位的体表并测量肝脏组织的弹性模量产生回波信号；所述回波信号产生多个肝静脉检测图片；所述肝静脉检测图片发送至所述波形确定单元（4）确定肝静脉波形图的波形分界线；通过所述波形分界线判定所述肝静脉波形图的标准；基于预设的各肝静脉的比重，计算波形的频移校准值；根据所述频移校准值及预设的肝脏指标对照表确定肝脏血液动力值。
7.根据权利要求6所述的基于多个肝静脉波形图的肝脏血液动力检测方法，其特征在于：其中所述波形分界线是由所述肝静脉检测图片及门静脉检测图片转换为二值图像，并基于霍夫直线检测将各图片中最长的直线作为所述波形分界线。
8.根据权利要求6所述的基于多个肝静脉波形图的肝脏血液动力检测方法，其特征在于：所述超声探头（9）快速发射超声波和接收回波，所述超声探头（9）发射的超快超声波追踪剪切波在肝脏组织目标范围内的传播。
9.根据权利要求6所述的基于多个肝静脉波形图的肝脏血液动力检测方法，其特征在于：所述信号处理单元（1）滤除不必要的杂波并对肝脏组织的超声回波信号进行修正，用以确定所述图像采集单元（3）采集到的所述多个肝静脉检测图片。
10.根据权利要求6所述的基于多个肝静脉波形图的肝脏血液动力检测方法，其特征在于：所述多个肝静脉检测图片与心电心音采集单元（7）采集的心电图、心音图同步记录，判定肝脏血液动力的发生与心房收缩是否有关，并反映肝静脉的血循环状态。
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103830844A (zh) * | 2013-03-08 | 2014-06-04 | 牛欣 | 低频电磁振动调制的红外肝藏气机血流调理仪 |
| CN112669960A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-04-16 | 鲁小杰 | 一种基于机器学习方法的肝脏纤维化预测模型的构建方法、预测系统、设备和存储介质 |
| CN112819786A (zh) * | 2021-02-01 | 2021-05-18 | 北京精康科技有限责任公司 | 基于多个肝静脉波形图的肝脏血液动力检测装置 |
| CN113936789A (zh) * | 2021-10-14 | 2022-01-14 | 复旦大学附属中山医院 | 无创乙肝肝硬化诊断模型的构建方法及诊断列线图的应用 |
-
2021
- 2021-07-15 CN CN202110798821.4A patent/CN113436731A/zh active Pending
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